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摘要高频功率放大器是发送设备的重要组成部分之一，通信电路中，为了弥补信号在无线传输过程中的衰耗要求发射机具有较大的功率输出，通信距离越远，要求输出功率越大。
在高频范围内，为了获得足够大的高频输出功率，就要采用高频功率放大器。
由于高频功率放大器的工作频率高，相对频带窄，所以一般采用选频网络作为负载回路。
本课程设计的高频功率放大器电路由两极功率放大器组成，第一级为甲类功率放大器，第二级为丙类谐振功率放大器。
分别对甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计，通过给定的技术指标要求确定甲类功率放大器和丙类谐振功率放大器设计的工作状态和计算出电路中各器件参数，从而设计出完整高频功率放大器电路，再利用电子设计软件multisim对电路仿真。
通过仿真结果分析电路特性 ,使电路得到进一步完善。
报告中首先给出设计目标和电路功能分析，然后讨论各级电路具体设计和原理图，后给出了实际搭建电路测试的数据及分析，最后总结实验并给出了PCB 绘图。
关键词：高频功率放大器；甲类功放；丙类功放；选频回路ABSTRACTHigh frequency power amplifier is one of the important components of transmission equipment, communications circuits, in order to compensate for signal transmission in the wireless transmitter in the attenuation requirements have greater power output, communication distance, the greater the required output power. In the high-frequency range, in order to obtain a large enough frequency output power, we must use high-frequency power amplifier. Due to the high frequency power amplifier high frequency, relatively narrow band, so commonly used frequency-selective network as a load circuit.The curriculum design of high frequency power amplifier circuit by bipolar power amplifier, the first class is class a power amplifier, second class C class tuned power amplifier. On class a power amplifier and C class tuned power amplifier design, through the given technical requirements to determine the class a power amplifier and a C class tuned power amplifier design working state and calculate circuit in the device parameters, and design integrity of high frequency power amplifier circuit, and the use of Electronic Design Software Multisim for circuit simulation. Through the analysis of simulation results of circuit characteristics, so that the circuit has been further improved. The report first gives the design goal and function of circuit analysis, and then discuss the various circuit design and schematics, gives the actual circuit structures test data and analysis, finally summarizes experimental and gives the PCB drawing.Key words: high frequency power amplifier; class a power amplifier;class c power amplifier;frequency selective network;目录1 设计任务及要求和工作原理说明 (3)1.1 设计任务及要求 (3)1.2 设计课题总体方案思路介绍及工作原理说明 (3)2 电路各模块功能介绍及参数的确定 (6)2.1设计课题的参数选择 (6)2.2设计课题的硬件系统各模块功能简要介绍 (9)2.3设计课题的仿真图、PCB图 (11)3 电路的仿真与实物调试 (12)3.1 电路的仿真 (12)3.2实物电路调试结果 (13)3.3电路的仿真分析 (14)3.4实物电路调试分析 (14)3.5误差分析 (15)4 结束语 (16)致谢 (17)参考文献 (18)附录A 实物图 (19)附录B 元器件清单 (20)1 设计任务及要求和工作原理说明1.1 设计任务及要求1)输出功率mW P 5000≥ 2)工作中心频率MHZ f 100=3)%75>η4)负载电阻Ω=50L R5)晶体管用3DG130,其主要参数： W p cm 625=,mA I cm 600=,MHZ f r 100=1.2 设计课题总体方案思路介绍及工作原理说明1.2.1 设计课题总体方案思路介绍功率放大器是通过将直流输入功率转换化为交流功率输出,以提高发射信号能量 ,便于接收机接收的电路 ,因而要求输出功率大 ,效率高 ,同时 ,输出中的谐波分量应该尽量小 ,以免对其他频道产生干扰。
《高频电子线路》在无线通信中的应用——高频功率放大器高频功率放大器是通信系统中发送设备的重要组成部分。
在无线通信的射频系统中，处理的都是小信号，因此需要对信号进行放大处理，为了获得大功率高频信号，必须采用高频功率放大器。
高频放大器按工作频率的带宽，可以分为窄带高频功率放大器和宽带高频功率放大器。
窄带高频功率放大器以LC并联谐振回路作负载又称谐振功率放大器。
宽带高频功率放大器以传输线变压器为负载，又称非谐振功率放大器。
高频功率放大器放大高频正弦信号或高频已调波（窄带）信号，也可以用于发射机的末极，将高频已调信号进行功率放大，满足发送功率的要求，然后经天线将其辐射到空间，保证在一定区域内的接收机可以接收到满意的信号电平，并且不干扰相邻信道的通信。
高频功率放大器的主要功能是用小功率的高频输入信号控制高频功率放大器将直流电源的能量转化为大功率高频能量输出，主要用于各种无线电发送设备中，要求输出功率大和效率高。
高频功率放大器采用谐振回路作负载，解决了大功率放大时的效率、失真、阻抗变换等问题。
高频功率放大器有源器件有晶体管和真空管，分为甲、乙、甲乙、丙、丁戊几类，高频功率放大器通常工作于丙类，下面主要介绍丙类谐振功率放大器。
对功率放大器，在大信号条件下，丙类工作状态可获得较大功率、较高效率；用谐振回路做负载可以使输出波形不失真。
谐振功率放大器的集电极负载是一个高品质因素的LC并联振荡回路，如果选取谐振角频率ω0等于输入信号的角频率ω，那么，尽管在集电极电流脉冲中含有丰富的高次谐波分量，但由于并联谐振回路的选频滤波作用，振荡回路两端的电压可近似认为只有基波电压。
高频功率放大器的主要参数：PD=Vcc*IC0=直流电源供给的直流功率PO=1/2(Vcm*Ic1m)=交流输出信号功率PC=PD-PO=集电极耗散功率集电极效率ηC=PO/PD PD=PO+PC1.丙类谐振功率放大器工作原理丙类谐振功率放大器原理电路2.丙谐振功率放大器的电路组成主要器件：晶体管，直流电源，偏置电阻，电容，电感。
第1 章功率电子线路1.2功率放大器的电路组成和工作特性1.2.1从一个例子讲起1.2.2甲类、乙类功率放大器的电路组成及其功率性能1.2.1从一个例子讲起图1–2–1图解分析(a )图1-2-1示为放大器的基本电路，现将其作为功率放大器来分析它的功率性能。
由此揭示功率放大电路组成及其工作性能上的特点。
分析法应用等效电路法小信号图解法大信号幂级数法频率变换时变参量法混频电子线路分析方法功率放大器为大信号放大器，工程分析时，多采用特性曲线上作负载线的图解分析法。
1．Q 点的选择为了使电路在管子不出现饱和与截止失真的条件下输出功率最大，需把Q 选在负载线的中点，即，，L CC L CEQ CC CQ CC CEQ 22R V R V V I V V ≈-=≈V CE(sat)≈02．集电极输出电压和电流(假设V CE(sat) 和I CEO 为0)tV V v V v tI I i I i ωωsin sin cm CEQ ce CEQ CE cm CQ c CQ C -=+=+=+=其中，CQ L CEQ L cm cmCC CEQ cm ,2I R V R V I V V V =≈=≈≈3．P D (直流功率)、P L (负载功率)、P C (管耗)CQ CC C CC 20D d 21I V t i V P =π=⎰πωcm cm CQ CEQ L 2C 20L 21d 21I V I V t R i P +=π=⎰πωcm cm CQ CEQ C CE 20C 21d 21I V I V t i v P -=π=⎰πωP L 和P C 均由直流和交流两部分合成。
例如：P L 中：)(CC CEQ D CQ CEQ V V P I V 212≈=，直流功率交流功率4221D CQ CEQ cm cm o P I V I V P ===所以 %25o max ==P η4．讨论：(1)电路组成上=25%甲类功放ηCmaxP D中，输出的信号功率P o仅占1/4，P D/2消耗在R L上。
《通信电子线路》实验报告实验名称：高频功率放大器一、实验环境Multisim 14.0二、实验目的1、进一步了解Multisim仿真步骤，熟练操作获取波形2、仿真验证高频功率放大器原理，观察高频功率放大器工作在过压、临界、和欠压状态的波形三、实验原理和设计高频功率放大器工作在三极管截止区，导通角小于90度，属于丙类放大器。
故三极管输出波形为尖顶余弦脉冲序列（临界或欠压）或是凹顶余弦脉冲序列（过压），信号经过选频网络后，能够恢复指定频率的波形信号。
原理图如图2.1所示。
图2.1输出电流Ic和Vce 关系曲线，如图2.2图2.2四、实验步骤1，按照原理图连接电路。
2，计算电路谐振频率，画出幅频响应和相频响应。
3，选择合适的电源电压值，使三极管发射结反偏，集电结反偏。
4，调节基极偏置电压源、信号源幅度、并联回路电阻值和集电极电源，观察输出电压Vc 、输出电流ic波形，判断电路状态五、实验结果及分析1、并联谐振回路的幅频响应和相频响应，如图4.1所示图4.1并联谐振回路谐振频率为11.56MHz，与电路参数计算相吻合。
其0.707带宽为15.65MHz2、输入信号改为f= 11，56MHz，计算频谱如图4.2.1所示图4.2.1输出信号频谱如图4.2.2所示图4.2.23、观察时域波形。
调节参数Vbb= 0.7V反偏，Vi = 0.9Vrms，Vcc = 10V，波形如图4.3.1所示图4.3.1根据三极管特性，发射极反偏时，电流信号Ib需克服Vbb和Vbz才能导通，所以Ib和Ic应为尖顶余弦脉冲。
但是仿真出波形为完整余弦脉冲，不符合理论。
可能的原因有，三极管导通电压参数与理论值差异较大，发射结反偏程度低。
三极管模型不符合实际特性，无截止区。
调节Vbm，使Vi = 1.0V，其余参数不变，观察时域波形，如图4.3.2输出电压Vc产生失真，可能因放大倍数等参数不合适导致。
图4.3.2波形出现尖顶余弦脉冲，电路为欠压状态，导通角2θ=(202.6-188.6)ns * 11.56Mhz*360°= 58.26°，半导通角θ= 29.13°信号电压，ic的频谱如图4.3.3所示图4.3.3继续增大信号电压至1.2V，波形如图4.3.4图4.3.4观察输出波形Ic，类似出现了凹顶余弦脉冲，所以电路处于过压状态，半导通角θ= 28°输入输出信号频谱如图4.3.5.1和4.3.5.2所示图4.3.5.1图4.3.5.2六、小结本次实验验证高频功率放大器的欠压和过压状态，观察欠压状态的尖顶余弦脉冲序列和过压时的凹顶余弦脉冲序列。
